Odpowiedź:
1)
[tex]\Delta Q_{w} = 4200 *1,5 *60 [J] = 378kJ \\\Delta Q_{s} = 460*0,75* 60[J] = 20,7kJ[/tex]
2)
[tex]T_{k} = \frac{2000W *30s + 4200\frac{J}{kg*K}*1,5kg*283K}{4200\frac{J}{kg*K}*1,5kg} = 293K[/tex]
Wyjaśnienie:
ciepło właściwe wody - c_{w} = 4200J/kgK
ciepło właściwe stali (wartość ta zależy od rodzaju stali) - c_{s} = 460J/kgK
Ciepło właściwe:
[tex]c = \frac{\Delta Q}{m\Delta T}[/tex]
Ciepło przemiany:
[tex]\Delta Q = cm\Delta T[/tex]
Ciepła wymienione przez poszczególne elementy układu:
[tex]\Delta Q_{w} = c_{w}m_{w}\Delta T\\\Delta Q_{s} = c_{s}m_{s}\Delta T[/tex], gdzie m_{w} to masa wody równa 1,5 kg ze względu na objętość i gęstość wody.
Relacje moc - praca - ciepło - temperatura:
[tex]P = W/t\\W=\Delta Q\\\Delta Q = cm\Delta T\\\Delta T = T_{k} - T_{p}[/tex], stąd dla wody:
[tex]T_{k} = \frac{\Delta Q_{w} + c_{w}m_{w}T_{p}}{c_{w}m_{w}} = \frac{W + c_{w}m_{w}T_{p}}{c_{w}m_{w}} = \frac{Pt + c_{w}m_{w}T_{p}}{c_{w}m_{w}}[/tex]
